DE102018216569A1

DE102018216569A1 - Hand machine tool with electronics

Info

Publication number: DE102018216569A1
Application number: DE102018216569.6A
Authority: DE
Inventors: Daniel Dennis; Florian Esenwein
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-09-27
Filing date: 2018-09-27
Publication date: 2020-04-02

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Handwerkzeugmaschine (10), insbesondere Handkreissäge, mit einem als Kreissägeblatt ausgebildeten Bearbeitungswerkzeug (22), und mit einer Sensorplatte (66), die einen Kontakt menschlicher Haut mit dem Bearbeitungswerkzeug (22) erfasst und mit einer Elektronik (68), die nach dem Kontakt menschlicher Haut mit dem Bearbeitungswerkzeug (22) ein Aktorelement (60) bestromt, wobei das Aktorelement (60) einen Bremsvorgang auslöst. Es wird vorgeschlagen, dass die Elektronik (68) sowohl die Berührungserkennung als auch den Bremsvorgang der Handwerkzeugmaschine (10) steuert.The invention relates to a hand tool (10), in particular a hand-held circular saw, with a machining tool (22) designed as a circular saw blade, and with a sensor plate (66) that detects contact of human skin with the machining tool (22) and with electronics (68), which energizes an actuator element (60) after contact of human skin with the processing tool (22), the actuator element (60) triggering a braking process. It is proposed that the electronics (68) control both the touch detection and the braking process of the hand tool (10).

Description

Die Erfindung betrifft eine Handwerkzeugmaschine mit einer Elektronik.The invention relates to a hand tool with electronics.

Stand der TechnikState of the art

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Kern der Erfindung ist es, die beiden Steuerungselektroniken für Motorelektronik und Berührungserkenung über eine Elektronik zu realisieren.The essence of the invention is to implement the two control electronics for engine electronics and contact detection via electronics.

Die Erfindung betrifft eine Handwerkzeugmaschine, insbesondere eine Handkreissäge, mit einem als Kreissägeblatt ausgebildeten Bearbeitungswerkzeug und mit einer Sensorplatte, die einen Kontakt menschlicher Haut mit dem Bearbeitungswerkzeug erfasst. Eine Elektronik bestromt nach dem Kontakt menschlicher Haut mit dem Bearbeitungswerkzeug ein Aktorelement, welches einen Bremsvorgang auslöst. Kern der Erfindung ist es, die beiden Steuerungselektroniken für die Berührungserkenung und die Steuerung des Aktors mit nur einem Elektronikboard realisiert wird. Das hat den Vorteil, dass elektronsiche Komponenten und Bauraum gespart wird.The invention relates to a hand-held power tool, in particular a hand-held circular saw, with a machining tool designed as a circular saw blade and with a sensor plate that detects contact of human skin with the machining tool. After human skin comes into contact with the processing tool, electronics energize an actuator element which triggers a braking process. The essence of the invention is to implement the two control electronics for the touch detection and the control of the actuator with only one electronic board. This has the advantage that electronic components and installation space are saved.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen.Further advantages and expedient designs can be found in the description of the figures and the drawings.

FigurenlisteFigure list

Es zeigen:

1: eine erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine in schematischer Darstellung,
2: eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Elektronik in schematischer Darstellung,
3: eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Elektronik in schematischer Darstellung.

Show it:

1 FIG. 1 shows a hand-held power tool according to the invention in a schematic representation
2nd 1 shows a first embodiment of an electronic system according to the invention in a schematic representation
3rd : a second embodiment of the electronics according to the invention in a schematic representation.

Beschreibungdescription

Für die in den unterschiedlichen Ausführungsbeispielen vorkommenden gleichen Bauteile werden dieselben Bezugszahlen verwendet.The same reference numerals are used for the same components occurring in the different exemplary embodiments.

1 zeigt eine Handwerkzeugmaschine 10, die als Handkreissäge ausgebildet ist. Die Handkreissäge 10 weist als Bearbeitungswerkzeug 22 ein Kreissägeblatt auf. 1 shows a hand machine tool 10th , which is designed as a hand-held circular saw. The circular saw 10th points as a machining tool 22 a circular saw blade.

Erfindungsgemäß wird von einer Sensorplatte 66 ein Kontakt menschlicher Haut mit dem Sägeblatt 22 erfasst. Daraufhin veranlasst eine Elektronik 68 (gezeigt in 2 und 3), dass ein Strom durch ein Aktorelement 60 fließt, wobei das Aktorelement 60 einen Bremsvorgang auslöst.According to the invention, a sensor plate 66 a contact of human skin with the saw blade 22 detected. Then there is an electronics 68 (shown in 2nd and 3rd ) that a current through an actuator element 60 flows, the actuator element 60 triggers a braking process.

2 und 3 zeigen je ein Ausführungsbeispiel einer Elektronik 68, die die Funktion der Berührungserkennung und der Steuerung eines elektromotorischen Antriebs 16 übernimmt. 2nd and 3rd each show an embodiment of an electronics 68 that have the function of touch detection and control of an electric motor drive 16 takes over.

Die Elektronik 68 weist mindestens folgnde Komponenten auf, wobei die Aufzählung nicht abschließend ist:

• Ein Mikrocontroller (µC) 100: der µC steuert alle Funktionen
• Ein Sensing Circuit 100: das Sensing Circuit 100 erkennt die Berührung Kontakt menschlicher Haut mit dem Sägeblatt 22. Im Ausführungsbeispiel ist das Sensing Circuit 100 als kapazitiven Berührungserkennung ausgeführt. Es ist aber auch möglich, dass das Sensing Circuit 100 als eine Radargestützte Erkennung, eine Ultraschall Erkennung, eine Need Infra Red Erkennung oder dergleichen ausgeführt ist.
• Firing Circuit 104: Über das Firing Circuit 104 wird das Aktorelement 60 ausgelöst. Das Firing Circuit 104 steuert hierbei einen nicht dargestellten MOSFET, der eine Energie an einen Firing Kondensator 106 freigibt, der wiederum das Aktorelement 60 bestromt. Gleichzeitig wird ein Impuls an einen Motortreiber 108 zur Abschaltung des elektromotorischen Antriebs 16 gegeben. Hierbei handelt es sich im vorliegenden Fall um einen Ausgang des µC 100.
• Motortreiber 108: der Motortreiber 108 steuert den elektromotorischen Antrieb 16 an. Der Motortreiber 108 kann entweder aus einem Relais, Triac, Thyristor oder aus einer B6-Bücke aus MOSFETs bestehen. Über den Motortreiber 108 kann die Drehzahl des elektromotorischen Antrieb 16 und die Drehrichtung des elektromotorischen Antrieb 16 geregelt werden. Ist der elektromotorischen Antriebs 16 ein BLDC Motor, wird die Rotor-Position über Hall-Sensoren an den Motortreiber 108 gemeldet. Weiterhin wird die Temperatur des elektromotorischen Antriebs 16 gemessen und an den Motortreiber 108 gemeldet.
• Motorspeed 110: misst die Ist-Drehzahl des elektromotorischen Antriebs 16.
• Charging/Discharging Kondensator 112: der Charging/Discharging Kondensator 112 lädt über einen Ladewiderstand oder ein Schaltnetzteil den Firing Kondensator 106 auf 150 bis 200V auf. Dabei geht eine Rückmeldung an den Motortreiber 108, dass der elektromotorischen Antriebs 16 einschaltbar ist.
• Charging/ Discharging Circuit 114: das Charging/ Discharging Circuit 114 steuert das Laden und Entladen des Kondensators oder der Kondensatoren. Das Entladen des Kondensators oder der Kondensatoren erfolgt über die Zuschaltung eines Entladewiderstands.
• Batteriemanagement 116: das Batteriemanagement 116 stellt sicher, dass eine wiederaufladbare Batterie innerhalb der zulässigen Spezifikationen betrieben wird.
• Main Switch 118: über den Hauptschalter 118 wird die Handkreissäge 10 ein- bzw. ausgeschaltet. Hierbei kann der Hauptschalter 118 als stromführender Schalter oder aber als Signalschalter ausgebildet ein. Ist der Hauptschalter 118 als Signalschalter ausgebildet, gibt der Signalschalter je nach Schaltzustand ein Signal an den µC 100.
• Speed Controller 120: der Speed Controller 120 gibt die Soll- Drehzahl des elektromotorischen Antriebs 16 vor.
• Safety Controller 122: der Safety Controller 122 überwacht den µC 100 und alle anderen Komponenten hinsichtlich Funktionsausfall. Bei einer Fehlererkennung wird der Motortreiber 108 gesperrt.
• Datenlogging Modul 124: relevante Parameter werden erfasst und aufgezeichnet.
• Datenspeicher Modul 126: im Datenspeicher Modul 126 werden die mitgeschriebenen Daten gespeichert. Das Datenspeicher Modul 126 ist im Ausführungsbeispiel als zusätzlicher RAM- Baustein ausgeführt. Das Datenspeicher Modul 126 kann aber auch als interner Speicher des µC 100 oder als externer Speicher (SD-Karte, USB Stick... etc.) ausgebildet sein.
• Real Time Clock 128: die aufgezeichneten Daten werden mit einem von der Real Time Clock 128 versehenen Zeitstempel abgespeichert.
• Kommunikationsbus 130: Über den Kommunikationsbus 130 kann die Elektronik 68 mit weiteren Elektronikern verbunden werden, beispielsweise mit einem HMI, einem Kommunikationsmodul oder dergleichen.

The Electronic 68 has at least the following components, although the list is not exhaustive:

• A microcontroller (µC) 100: the µC controls all functions
• A sensing circuit 100 : the sensing circuit 100 recognizes the contact of human skin with the saw blade 22 . In the exemplary embodiment, the sensing circuit 100 designed as capacitive touch detection. But it is also possible that the sensing circuit 100 is implemented as a radar-based detection, an ultrasound detection, a need infrared detection or the like.
Firing circuit 104 : About the Firing Circuit 104 becomes the actuator element 60 triggered. The firing circuit 104 controls a MOSFET, not shown, which supplies energy to a firing capacitor 106 releases, which in turn the actuator element 60 energized. At the same time, an impulse is sent to a motor driver 108 to switch off the electric motor drive 16 given. In the present case, this is an output of the µC 100.
• Motor driver 108 : the motor driver 108 controls the electric motor drive 16 on. The motor driver 108 can either consist of a relay, triac, thyristor or a B6 bridge made of MOSFETs. About the motor driver 108 can the speed of the electric motor drive 16 and the direction of rotation of the electric motor drive 16 be managed. Is the electric motor drive 16 a BLDC motor, the rotor position is sent to the motor driver via Hall sensors 108 reported. Furthermore, the temperature of the electric motor drive 16 measured and to the motor driver 108 reported.
• Motor speed 110 : measures the actual speed of the electromotive drive 16 .
• Charging / Discharging capacitor 112 : the Charging / Discharging capacitor 112 charges the firing capacitor via a charging resistor or a switching power supply 106 to 150 to 200V. A feedback goes to the motor driver 108 that the electric motor drive 16 can be switched on.
• Charging / Discharging Circuit 114 : the Charging / Discharging Circuit 114 controls the charging and discharging of the capacitor or capacitors. The capacitor or the capacitors are discharged by connecting a discharge resistor.
• Battery management 116 : battery management 116 ensures that a rechargeable battery is operated within the permitted specifications.
• Main switch 118 : via the main switch 118 becomes the circular saw 10th on or off. Here the main switch 118 designed as a current-carrying switch or as a signal switch. Is the main switch 118 Designed as a signal switch, the signal switch sends a signal to the µC 100 depending on the switching status.
• Speed controller 120 : the speed controller 120 gives the target speed of the electric motor drive 16 in front.
• Safety controller 122 : the safety controller 122 monitors the µC 100 and all other components for malfunction. If an error is detected, the motor driver 108 blocked.
• Data logging module 124 : relevant parameters are recorded and recorded.
• Data storage module 126 : in the data storage module 126 the recorded data is saved. The data storage module 126 is designed as an additional RAM module in the exemplary embodiment. The data storage module 126 can also be designed as an internal memory of the µC 100 or as an external memory (SD card, USB stick ... etc.).
• Real time clock 128 : the recorded data is recorded with one of the real time clock 128 provided timestamp.
• communication bus 130 : Via the communication bus 130 can the electronics 68 be connected to other electronics, for example with an HMI, a communication module or the like.

Die Funktionalität der einzelnen Module wird über den µC 100 gesteuert. Es ist aber auch denkbar, dass die Funktionalität der einzelnen Module über mehrere Controller gesteuert werden.The functionality of the individual modules is controlled via the µC 100. However, it is also conceivable that the functionality of the individual modules can be controlled via several controllers.

Im Ausführungsbeispiel in 1 befindet sich die Kondensatoren auf einem seperaten Elektronik Board. Somit können die Kondensatoren nah am Aktorelement 60 angeordnet werden. Bedingt duch die große Bauform der Kondensatoren hat das den Vorteil, dass die Elektronik 68 klein gehalten werden kann.In the embodiment in 1 the capacitors are on a separate electronics board. The capacitors can thus be close to the actuator element 60 to be ordered. Due to the large design of the capacitors, this has the advantage that the electronics 68 can be kept small.

Im Ausfführungsbeispiel in 2 sind die Kondensatoren auf dem Elektronik Board 68 integriert, auf dem alle Komponenten integriert sind.In the exemplary embodiment in 2nd are the capacitors on the electronics board 68 integrated, on which all components are integrated.

Claims

Hand tool (10), in particular a hand-held circular saw, with a machining tool (22) designed as a circular saw blade, and with a sensor plate (66) that detects contact of human skin with the machining tool (22) and with electronics (68) that follow the contact human skin with the processing tool (22) energizes an actuator element (60), the actuator element (60) triggering a braking process, characterized in that the electronics (68) control both the touch detection and the braking process of the hand tool (10).